碳纳米管改性对碳/环氧复合材料层间性能的影响
罗丽娟程雷吴阳
梁馨方洲
（航天材料及工艺研究所，北京100076）
文摘研究了在碳纤维织物上生长碳纳米管的改性对环氧树脂基复合材料层间性能的影响，对比了有无碳纳米管的碳纤维复合材料的层间剪切和弯曲性能，并采用碳纤维表面结合碳纳来管膜的方法研究了碳纳米管对碳/环氧复合材料层间性能的影响。结果表明，由于生长的碳纳米管长度过长（>10μm）、末端无序排列为笼状，树脂无法进入碳纳米管内部，碳纳米管无法发挥增强作用，同时由于碳纳米管过长，复合材料内部缺陷增多，使得四种生长碳纳米管的碳纤维复合材料层间性能均有下降；而碳纳米管膜与碳纤维和树脂基体结合较好，使得复合材料层间剪切强度提高12%。
关键词碳纳米管，复合材料，力学性能，树脂
中图分类号：TB332
DOI; 10.3969/j.issn.10072330.2016.04.014
Effectof CarbonNanotubesModificationonInterlaminalPropertiesof
C/EComposite
LIANGXin
FANG Zhou
LUOLijuan
CHENG Lei
WUYang
(Aerospace Research Institute of Materials & Processing Technology, Beijing100076)
AbstractThe effects of interlaminal properties of composite with resin and carbon fiber woven modified with carbon nanutubes grown on carbon fiber are investigated. The interlaminal shear strength and flexural strength of car-bon-epoxy composite with four kinds of carbon nanutubes grown and without carbon nanutubes are compared. The effects of interlaminal properties of canbon nanotubes on carbon-epoxy composite with the method of the canbon nano-tubes film combinated with carbon fiber are also studied. It is showed that the interlaminal properties of carbon-epoxy composite with four kinds of carbon nanutubes grown is worse than that without carbon nanutubes because the inner defects increase for overlong canbon nanotubes and the resin can not immerse in the carbon nanutubes because canbon nanotubes are overlong( >10 μm) and form " cage" due to arranging disorderly on the end leading to carbon nano tubes playing no reinforcing effect. The canbon nanotubes film,however well combined with carbon fiber and resin, leading to the interlaminal shear properties improving 12%.
Key wordsCanbon nanotubes,Composite,Mechanical property,Resin
0引言
碳纳米管（CNTs）是一种新型功能材料和结构材料1-2)，具有特殊的导电性、力学性能、韧性和比表面积，可广泛用于各技术领域。当复合材料的碳纤维及树脂种类确定后，提高其力学性能的方法较为有限，而通过碳纳米管作为结构复合材料增强体来增强复合材料力学性能则是较好的途径。
国内外学者对碳纳米管与树脂基体的界面性能进行了研究【3-4]，还有学者对碳纳米管复合材料的力
学性能进行研究，如Ajayna等[5]将纯化后的碳纳米管加入环氧树脂基体中，碳纳米管在基体中平行分布，取向很好，其强度增加；Andrews等(6在石油沥青中掺入5wt%的碳纳米管，拉伸强度提高了90%，弹性模量提高了150%，导电率提高了340%；但Lua 等[7-]研究表明，如果制备工艺不当，碳纳米管及其团聚体就成了基体中的孔洞或裂纹，会引起局部应力集中，此时，碳纳米管不仅没有增强作用，反而会前削弱基体的性能。
收稿日期：2016-04-27
作者简介：梁馨，1979年出生，博士，高级工程师，主要从事树脂基功能及结构复合材料的研究工作。E-mail：13810171997@139.com
56 万方数据
宇航材料工艺http：//www.yhelgy.com2016年第4期